Reacciones del nitrogeno





Introducción
En el presente informe se describen distintas reacciones de las que participa el nitrógeno además de cambios de estado de oxidación del mismo en otras reacciones.

Objetivos
Obtención de acido nítrico (HNO3), amoniaco(NH3) y óxidos de nitrógeno detallando propiedades y reacciones de caracterización para cada uno de ellos.

Equipamiento utilizado
Balones de vidriopyrex cuello largo y cuello corto 250ml y 500ml respectivamente. Tubo acodado. Embudo. Capsula de porcelana. Soporte universal. Abrazadera. Tela metálica. Mechero. Papel filtro. Tubos de ensayo. Tubos de seguridad rectos. Probeta. Cristalizador. Frascos lavadores de 500ml. Espátula.

Protocolo de ensayo

Acido Nítrico
Ubicado el sistema como se indica en la figura siguiente:

Se procede aincorporar 10g de nitrato de sodio (NaNO3) y 7ml de acido sulfúrico (H2SO4) concentrado en el balón A, el cual se cierra mediante una junta esmerilada. El balón B se refrigera con agua corriente y comienza aplicarse un calentamiento suave al balón A proveniente del mechero. La reacción fue:

H2SO4 + NaNO3 → HNO3 + NaHSO4

Las observaciones del líquido obtenido (HNO3) fueron:
Color: Amarilloclaro
Olor: Suave
Soluble en agua
pH acido. Se utilizo el indicador Heliatilina cuyo rango de viraje es de 3,1 – 4,4 (Rojo – Amarillo).
Reacción con cobre: ocurrió un viraje al color verdoso sobre la solución y una cobertura de color pardo por el interior del tubo de ensayo producido por la liberación de NO2 a causa de la reacción:
Cu0+ 2NO3- + 4H+ → Cu+2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
Cu0 → Cu+2 + 2e-(1e- + 2H+ +NO3-→ NO2 + H2O) 2
2e- + 4H+ + 2NO3- + Cu0 → Cu+2 + 2NO2 + 2H2O+2e-

4HNO3 + 2 Cu → 4NO2(g)↑ + 2H2O +2CuO

Reacción con cloruro ferroso (FeCl2) y (HCl): hubo un cambio de color de la solución la cual torno a un amarillo mas fuerte debido a la formación de cloruro férrico (FeCl3) cuyo color característico es el amarillo, también se presento la evaporación del dióxido de nitrógeno(NO2).
Reacción balanceada respectiva:
Fe+2 + 2h+ + NO3- → Fe+3 + NO2 + H2O

Fe+2 → Fe+3 + 1e-
1e- + 2H+ + NO3- →NO2 + H2O
Fe+2 + 2H+ + NO3- → NO2 + H2O + Fe+3

2HCl + 2 FeCl2 + 2HNO3 → 2NO2(g)↑+ H2O + 2FeCl3

Reacción con azufre (S0): En primer lugar se incorporo azufre a una cantidad del liquido obtenido. Se calentó bajo campana con suavidad hasta finalizada la reacción, en la cualse evaporo el dióxido de nitrógeno (NO2).
Reacción:
S0 + NO3 →SO4 -2 + NO2 + H2O

4H2O + S0 →SO4 -2 8H+ + 6e-
(1e- +2H+ + NO3- → NO2 + H2O) 6
6e-+ S0 + 4H+ + 6NO3- → SO4 -2 + 6NO2 + 6H2O + 6e-

6HNO3 + S0 → H2SO4 + 6NO2(g) ↑+ 2H2O

Luego se diluyo con agua destilada y se procedió a una filtración para quitar los sólidos y trabajar solo con lo diluido. A esto último se le agregocloruro de bario (BaCl) obteniendo de la reacción un precipitado blanco, Sulfato de Bario (BaSO4).
Representado mediante la ecuación :
Ba+2 + SO4 -2 → BaSO4

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl

Óxidos de nitrógeno
Esquema del sistema utilizado para obtener NO y NO2

Monóxido de nitrógeno (NO)
La probeta invertida B se llena completamente de agua destilada, la cual se encuentra ubicada sobre uncristalizador que también contiene agua destilada con gotas de indicador. En el tubo A se coloca cobre y por el tubo de seguridad se vierte una cantidad de acido nítrico HNO3 de concentración 1:5, debido a que cuando este es diluido la reducción del N es de +5 a +2 caso contrario a si fuese concentrado en donde la reducción es de +5 a +4. La combinación de estos compuestos produce un gas, elmonóxido de nitrógeno, que una vez que elimina el aire del aparto se lo deriva mediante el tubo de desprendimiento directamente sobre la probeta invertida, colocándolo debajo de ella. El gas comienza a ocupar cierto volumen desalojando el líquido en el interior de la probeta.
La reacción ocurrida fue:
(Cu0 → Cu+2 + 2e-) 3
(3e- + 4H+ +NO3-→ NO + 2H2O) 2
6e- + 8H+ + 2NO3- + 3Cu0 → 3Cu+2 + 2NO...